Пристрій для діагностики колекторно-щіткового вузла електродвигуна постійного струму

Номер патенту: 78154

Опубліковано: 11.03.2013

Автор: Ясинський Юрій Опанасович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Пристрій для діагностики колекторно-щіткового вузла електродвигуна постійного струму, що містить послідовно сполучені безконтактний датчик імпульсів напруги розрядів, блок фільтруючого порогового пристрою, блок формування прямокутних імпульсів, інтегратор з скиданням і включені паралельно на його вихід компаратори електричних сигналів і блоки індикації з блоками пам'яті і схему з'єднань між ними, блок усереднювання, керованими пороговими пристроями, послідовно сполученими з схемами АБО, другі входи яких підключені незалежно до кожного з компараторів, а виходи - до блоків пам'яті індикаторів, входи керованих порогових пристроїв об'єднані і підключені через блок усереднювання до виходу блока формування прямокутних імпульсів, який відрізняється тим, що він додатково забезпечений каналом виділення значних розвинутих дефектів між колекторними пластинами і щіткою, який містить фільтр, вхід якого підключений до виходу безконтактного датчика імпульсів напруги розрядів, а вихід - до послідовно сполучених блока формування прямокутних імпульсів, блока інтегратора з скиданням, блока амплітудного компаратора, вихід якого підключений до першого входу логічної схеми АБО, а також містить блок усереднювання, вхід якого підключений до виходу блока формування прямокутних імпульсів, а вихід - до блока керування порогового пристрою, вихід якого підключений до другого входу логічної схеми АБО, вихід якої підключений до послідовно сполучених блока пам'яті та блока індикації.

Текст

Реферат: UA 78154 U UA 78154 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електротехніки і може бути використана переважно при комутаційних випробуваннях колекторних електродвигунів постійного струму. Відомий пристрій контролю роботи щітково-колекторного вузла електричної машини, що містить послідовно сполучені безконтактний датчик імпульсів напруги розрядів, блок формування прямокутних імпульсів, інтегратор з скиданням і включені паралельно на його вихід компаратори електричних сигналів і блоки індикації з блоками пам'яті, і схему з'єднань між ними, блок усереднювання, керованими пороговими пристроями, послідовно сполученими з схемами АБО, другі входи яких підключені незалежно до кожного з компараторів, а виходи - до блоків пам'яті індикаторів, входи керованих порогових пристроїв об'єднані і підключені через блок усереднювання до виходу блоку формування прямокутних імпульсів [1]. Основним недоліком вказаного пристрою є врахування як потужних імпульсів контрольованого сигналу, які сильно впливають на знос колектора та щіток, так і слабких імпульсів, які не впливають на цей знос. Тобто, оцінка стану ковзаючого контакту буде занадто песимістичною. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, до пропонованого рішення є пристрій для визначення технічного стану колекторно-щіткового вузла електродвигуна постійного струму, що містить безконтактний датчик імпульсів напруги розрядів, послідовно сполучені блок формування прямокутних імпульсів, інтегратор з скиданням і включені паралельно на його вихід компаратори електричних сигналів і блоки індикації з блоками пам'яті і схему з'єднань між ними, блок усереднювання, керованими пороговими пристроями, послідовно сполученими з схемами АБО, другі входи яких підключені незалежно до кожного з компараторів, а виходи - до блоків пам'яті індикаторів, входи керованих порогових пристроїв об'єднані і підключені через блок усереднювання до виходу блоку формування прямокутних імпульсів, блок фільтруючого порогового пристрою, вхід якого сполучений з виходом безконтактного датчика імпульсів напруги розрядів, а вихід - з входом блоку формування прямокутних імпульсів. Недолік даного пристрою - фільтр 2 не виділяє максимальні амплітуди потужних сигналів, які свідчать про наявність значних розвинутих дефектів між однією чи декількома колекторними пластинами і щіткою, а саме такі сигнали використовують як діагностичний параметр для колекторно-щіткового вузла. Задача корисної моделі - підвищення достовірності визначення технічного стану колекторнощіткового вузла електродвигуна постійного струму. Задача досягається тим, що відомий пристрій для діагностики колекторно-щіткового вузла електродвигуна постійного струму, що містить послідовно сполучені безконтактний датчик імпульсів напруги розрядів, блок фільтруючого порогового пристрою, блок формування прямокутних імпульсів, інтегратор з скиданням і включені паралельно на його вихід компаратори електричних сигналів і блоки індикації з блоками пам'яті і схему з'єднань між ними, блок усереднювання, керованими пороговими пристроями, послідовно сполученими з схемами АБО, другі входи яких підключені незалежно до кожного з компараторів, а виходи - до блоків пам'яті індикаторів, входи керованих порогових пристроїв об'єднані і підключені через блок усереднювання до виходу блоку формування прямокутних імпульсів, додатково забезпечений каналом виділення значних розвинутих дефектів між колекторними пластинами і щіткою, який містить фільтр, вхід якого підключений до виходу безконтактного датчика імпульсів напруги розрядів, а вихід - до послідовно сполучених блока формування прямокутних імпульсів, блока інтегратора з скиданням, блока амплітудного компаратора, вихід якого підключений до першого входу логічної схеми АБО, а також містить блок усереднювання, вхід якого підключений до виходу блока формування прямокутних імпульсів, а вихід - до блока керування порогового пристрою, вихід якого підключений до другого входу логічної схеми АБО, вихід якої підключений до послідовно сполучених блока пам'яті та блока індикації. На кресленні представлена функціональна схема пристрою. Пристрій складається з безконтактного датчика 1 імпульсів напруги, блока 2 фільтруючого порогового пристрою, блоку 3 формування прямокутних імпульсів, інтегратора 4 з скиданням, блока 5 усереднювання і n-паралельних каналів класифікації стану колекторно-щіткового вузла, кожний з яких складається з амплітудного компаратора 6, керованого порогового пристрою 7 і послідовно сполучених логічної схеми 8 АБО, блока 9 пам'яті і блока 10 індикації. Також пристрій має канал виділення значних розвинутих дефектів між колекторними пластинами і щіткою, який містить фільтр 11, блок формування прямокутних імпульсів 12, блок інтегратора 13 з скиданням, блок усереднювання 14, блок амплітудного компаратора 15, блок керування порогового пристрою 16, логічну схему 17 АБО, блок пам'яті 18 та блок індикації 19. 1 UA 78154 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Безконтактний датчик 1 імпульсів напруги розрядів через блок 2 фільтруючого порогового пристрою та блок 3 формування прямокутних імпульсів сполучений з блоком 5 усереднювання і інтегратором 4 з скиданням на виході якого включені компаратори 6. Входи керованих порогових пристроїв 7 об'єднані і підключені до блока 5 усереднювання. Кожний з входів двох вхідних схем 7 АБО підключений незалежно до відповідного компаратора 6 і керованому пороговому пристрою 7. В каналі видалення значних розвинутих дефектів між колекторними пластинами і щіткою вхід фільтра 11 підключений до виходу безконтактного датчика 1 імпульсів напруги розрядів, а вихід - до послідовно сполучених блока формування прямокутних імпульсів 12, блока інтегратора 13 з скиданням, блока амплітудного компаратора 15, вихід якого підключений до першого входу логічної схеми 17 АБО, а вхід блок усереднювання 14 підключений до виходу блока формування прямокутних імпульсів 12, а вихід - до блоку керування порогового пристрою 16, вихід якого підключений до другого входу логічної схеми 17 АБО, вихід якої підключений до послідовно сполучених блока пам'яті 18 та блока індикації 19. Конструктивно пристрій виконаний у вигляді блоку вимірювання і оцінки, в корпусі якого розміщені всі елементи, і датчика імпульсів напруги розрядів, закріпленої в наконечнику штангиутримувача, виконаної з діелектричного матеріалу, від датчика через штангу пропущений коаксіальний кабель для приєднання датчика до приладу. На передню панель винесені індикаторні лампочки всіх каналів класифікації стану колекторно-щіткового вузла, кнопка "Скидання" і тумблер включення приладу в мережу. На задню стінку корпусу виведені розніми для підключення кабелю живлення і ЦОМ. Пристрій працює таким чином. Датчик 1 пристрою закріплюють у яскріючого краю робочої щітки на колекторі. Імпульси напруги розрядів подаються за допомогою датчика 1 в блок 2 фільтруючого порогового пристрою, який не пропускає слабкі імпульси контрольованого сигналу. Далі імпульси напруги розрядів подаються в блок 3 формування прямокутних імпульсів, в якому відбувається їх посилення і формування прямокутних імпульсів з тривалістю, рівну тривалість імпульсів напруги розрядів. Ці імпульси поступають на інтегратор 4 з скиданням і блок 5 усереднювання, які формують сигнали, пропорційні відповідно тривалості кожного імпульсу розряду і середньому значенню їх тривалості в одиницю часу. З виходу інтегратора 4 з скиданням пилкоподібні імпульси поступають на входи компараторів 6, на другі входи яких подана опорна напруга. З виходу блоку 5 усереднювання напруга поступає на керовані порогові пристрої 7. У компараторах і керованих порогових пристроїв 7 відбувається порівняння згаданих сформованих сигналів з сигналами уставки (опорні напруги і пороги пристроїв 7), величини яких різні і відповідають максимальній і середній тривалості в одиницю часу імпульсів розрядів і межі нормального стану колекторно-щіткового вузла для кожного каналу його класифікації. Результати порівняння з виходів компараторів 6 і порогових пристроїв 7 поступають на входи відповідних логічних схем 8 АБО. Якщо хоч би на одному з входів схем 8 АБО буде напруга, то на його виході з'являється сигнал, що викликає спрацьовування блоку 9 пам'яті і загоряння індикаторної лампочки 10. В каналі виділення значних розвинутих дефектів між колекторними пластинами і щіткою фільтр 11 виділяє найбільш потужні сигнали від датчика 1. Далі сигнали обробляються за допомогою блоків 12-18, а блок індикації 19 фіксує наявність значних розвинутих дефектів між однією чи декількома колекторними пластинами і щіткою. Індикаторні лампочки кожного каналу класифікації стану колекторно-щіткового вузла встановлені на лицьовій панелі пристрою і мають умовні позначення 1 1/4, 1 1/2, 2. Оцінка стану ковзного контакту здійснюється по максимальному значенню з результатів порівняння, тобто якщо не горить жодна лампочка - стан ковзного контакту 1, якщо горить одна лампочка 1 1/4 стан ковзного контакту 1 1/4, якщо горять лампочки 1 1/4, 1 1/2 - стан ковзного контакту 1 1/2, якщо горять всі лампочки - стан контакту 2. Використання пропонованого пристрою забезпечує в порівнянні з тими, що існують підвищення достовірності контролю стану ковзного контакту, оскільки при оцінці враховуються максимальні амплітуди потужних сигналів, які свідчать про наявність значних розвинутих дефектів між однією чи декількома колекторними пластинами і щіткою, а саме такі сигнали використовують як діагностичний параметр для колекторнощіткового вузла. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР №970570, кл. Н02К 13/14, G01R 31/34, 1982. 2. Патент України на корисну модель №69195, кл. Н02К 13/14, G01R 31/34, 13.09.2011. 2 UA 78154 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Пристрій для діагностики колекторно-щіткового вузла електродвигуна постійного струму, що містить послідовно сполучені безконтактний датчик імпульсів напруги розрядів, блок фільтруючого порогового пристрою, блок формування прямокутних імпульсів, інтегратор з скиданням і включені паралельно на його вихід компаратори електричних сигналів і блоки індикації з блоками пам'яті і схему з'єднань між ними, блок усереднювання, керованими пороговими пристроями, послідовно сполученими з схемами АБО, другі входи яких підключені незалежно до кожного з компараторів, а виходи - до блоків пам'яті індикаторів, входи керованих порогових пристроїв об'єднані і підключені через блок усереднювання до виходу блока формування прямокутних імпульсів, який відрізняється тим, що він додатково забезпечений каналом виділення значних розвинутих дефектів між колекторними пластинами і щіткою, який містить фільтр, вхід якого підключений до виходу безконтактного датчика імпульсів напруги розрядів, а вихід - до послідовно сполучених блока формування прямокутних імпульсів, блока інтегратора з скиданням, блока амплітудного компаратора, вихід якого підключений до першого входу логічної схеми АБО, а також містить блок усереднювання, вхід якого підключений до виходу блока формування прямокутних імпульсів, а вихід - до блока керування порогового пристрою, вихід якого підключений до другого входу логічної схеми АБО, вихід якої підключений до послідовно сполучених блока пам'яті та блока індикації. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Diagnostic device for dc electric motor collector-brush assembly

Автори англійською

Yasynskyi Yurii Opanasovych

Назва патенту російською

Устройство диагностики коллекторно-щеточного узла электродвигателя постоянного тока

Автори російською

Ясинский Юрий АФанасьевич

МПК / Мітки

МПК: G01R 31/34, H02K 13/00

Мітки: вузла, струму, постійного, колекторно-щіткового, діагностики, електродвигуна, пристрій

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-78154-pristrijj-dlya-diagnostiki-kolektorno-shhitkovogo-vuzla-elektrodviguna-postijjnogo-strumu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для діагностики колекторно-щіткового вузла електродвигуна постійного струму</a>

Подібні патенти